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<title>Windows核心编程-内核对象 | Youan</title>
  





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          Windows核心编程-内核对象
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        <h1 id="内核对象"><a href="#内核对象" class="headerlink" title="内核对象"></a>内核对象</h1><p>何为内核对象：每个内核对象都只是一个内存块，它由操作系统内核分配，并只能由操作系统内核访问。这个内存块是一个数据结构，其成员维护着与对象相关的信息。</p>
<ul>
<li>内核对象的成员中，只有少数成员（如安全属性，使用计数等）是所有对象都有的，其他大多数成员都是不同类型的对象特有的。</li>
</ul>
<hr>
<h2 id="句柄-Handle"><a href="#句柄-Handle" class="headerlink" title="句柄-Handle"></a>句柄-Handle</h2><p>应用程序在操纵内核对象时可以通过Windows提供的一组特定的函数来访问。而使用这些特定的函数来操纵内核对象时，需要传入一个神奇的东西–句柄。什么是句柄呢，当我们创建一个内核对象时，系统为了保护内核对象不被外部访问，会返回一个参数，这个参数就是句柄（Handle），它标识了所创建的对象，可以把这个句柄想象成一个不透明（opaque）的值，它可以由进程中的任何线程使用。在32位系统中，它是一个32位的值，在64位系统中，它是一个64位的值。</p>
<p>所以，总结一下上面的内容：内核对象是操作系统内核分配的，并且只能由操作系统内核访问的内存块。应用程序如果希望操纵内核对象，就需要使用Windows提供的一组特定函数，并且传入创建内核对象时返回的句柄，该句柄标识了希望操纵的目标内核对象。</p>
<span id="more"></span>


<h3 id="使用计数-Usage-count"><a href="#使用计数-Usage-count" class="headerlink" title="使用计数-Usage count"></a>使用计数-Usage count</h3><p>我们知道了内核对象是一个内存块，这和我们使用堆内存有些相似，只不过我们无法直接操纵内核对象的内存块。那么问题来了，这个内核对象的内存块如何释放呢。由于我们的应用程序是无法直接操纵内核对象的，所以我们统一通过CloseHandle()函数，传入句柄，通知操作系统内核我们想关闭该内核对象。但是当我们正确执行关闭句柄的操作后，内核对象真的会随之释放吗？或者我们没有执行CloseHandle()，进程终止运行了，会造成对象泄露的情况吗？</p>
<p>这两个问题的答案都是不一定，因为内核对象的所有者是操作系统内核，而操作系统内核是否释放该内核对象是根据每个内核对象都拥有的成员–使用计数来决定的。由于一个内核对象可能会由多个进程使用，所以操作系统内核会用使用计数来记录当前正在使用该内核对象的进程。初次创建内核对象的时候，使用计数会被设为1。另一个进程获得该对象的访问权限后，使用计数就会递增。<br>当调用CloseHandle()成功时，传入句柄对应的内核对象的使用计数会递减，如果一旦使用计数变成0，操作系统内核就会销毁该对象。</p>
<p>当进程终止运行时，操作系统内核将自动递减此进程仍然打开的所有内核对象的使用计数，如果有内核对象的使用计数变为0，操作系统内核就销毁该对象，没有变为0则说明仍有其他进程正在使用该对象。</p>
<p>所以，当我们正确执行关闭句柄的操作后，内核对象并不一定会随之释放，因为可能会有其他进程正在使用该对象。对第二个问题，如果我们没有执行CloseHandle()关闭内核对象，进程终止运行后，是不会造成对象泄露的，因为操作系统内核会在进程终止后自动递减该进程仍打开的所有内核对象使用计数，所以并不会造成对象泄露。</p>
<hr>
<h3 id="进程内核对象句柄表"><a href="#进程内核对象句柄表" class="headerlink" title="进程内核对象句柄表"></a>进程内核对象句柄表</h3><p>当我们在进程中使用内核对象时，可能会使用多个不同种类的内核对象，那么如果我们没有保存每个内核对象的句柄时，系统是根据什么来确定该进程使用了那些内核对象呢。答案就是句柄表，在一个进程进行初始化时，系统会为它分配一个句柄表（handle table）。这个句柄表仅供内核对象使用，不适用于用户对象或者GDI对象。目前对于句柄表的结构，以及如何管理句柄表，这些细节都没有文档可以参考。</p>
<hr>
<h3 id="跨进程边界共享内核对象"><a href="#跨进程边界共享内核对象" class="headerlink" title="跨进程边界共享内核对象"></a>跨进程边界共享内核对象</h3><p>通过上面的介绍，我们可以知道，内核对象并不一定只由一个进程使用，如果我们希望多个进程共享同一个内核对象，该如何实现呢。有三种方法可以实现多个进程共享同一个内核对象，这三招秘籍分别是使用对象句柄继承、为对象命名和复制对象句柄（DuplicateHandle函数）。</p>
<blockquote>
<p>就像武功招式都是要有一定的条件才能耍出来，而且效果各不相同，要求就越高。这三招跨进程分享内核对象的招式也有不同的效果。</p>
</blockquote>
<p><em><strong>首先出场的是使用对象句柄继承</strong></em></p>
<ol>
<li>在使用这一招时，首先要创建可以继承的句柄。那么如何创建可以继承的句柄呢，需要在内核对象的创建函数中，传入初始化继承标志的安全属性参数，这时，得到的句柄就是可继承的。后面在通过调用CreateProcess函数创建进程，并将bInheritHandles参数置为TRUE。创建的子进程就会继承父进程所有可继承的句柄。<br>2、当一个父进程有多个可继承的句柄时，如果只希望子进程继承其中的一个句柄或某几个句柄时，可以通过SetHandleInformatica函数来改变父进程内核对象句柄的继承标志，控制子进程可以继承哪几个句柄。<br>3、我们从继承这个词应该就可以感觉到，这种招式只有那些有个好爹的二代子进程们才能使用，那些没有父子关系的路人进程是没有办法通过这种招式来获得内核对象的共享使用的。</li>
</ol>
<p><em><strong>出场的第二位就是为对象命名了</strong></em></p>
<ol>
<li><p>许多内核对象都可以命名，但并不是全部，所有还是有部分内核对象是不能命名的。那么具体是哪些内核对象的命运如此的坎坷呢？连个名字都不能有，不好意思，具体我也不清楚，书中并没有明确讲明，在网上也没有搜索到。所以这些命运坎坷的内核对象我们暂时无缘了解了。</p>
</li>
<li><p>正常来说，我们使用的内核对象都是共享同一个命名空间的，即使这些内核对象的种类有所不同，而且微软也没有专门的机制来保证为内核对象的名称一定是唯一的。所以这就可能导致一个结果，当你创建一个命名内核对象为JACK时，公用的命名空间已经有了使用JACK这个名字的内核对象了。这时，内核对象的创建函数就会失败。所以起个好名字很重要啊！</p>
</li>
<li><p>我们可以用Create<em>函数或者Open</em>函数来实现对命名内核对象的共享，它们两类方法的主要区别在于：当内核对象不存在的时候，Create<em>函数会创建它，Open</em>函数只是简单地以调用失败而告终。用积极的观点来类比，就好像没有条件的时候，有的人会创造条件（Create<em>函数），但有的人就直接放弃了（Open</em>函数）。</p>
</li>
<li><p>从上面的描述我们可以知道这个招式是较为公平的，大家都可以使用的，所以这一招可以说是平民招式，但是很有用。不过我们也要知道，这招是有同命名空间名字不能相同的限制的，所以相对来说越早的话成功率就越大，当内核对象较多时，使用的难度也就越高。建议的方法是创建一个GUID，并将这个GUID的字符串形式作为自己的对象名称使用。当然，还有另一种方法，就是创建“专有命名空间”来保证名称的唯一性。这个听起来就牛逼了，人家不跟你一起玩了，自己搞一个场子玩。</p>
</li>
</ol>
<p><em><strong>最后出场的就是复制对象句柄了</strong></em></p>
<ol>
<li><p>这一招用的是DuplicateHandle函数，这个函数的前四个参数分别是hSourceProcessHandle-源进程句柄，hSourceHandle-源对象句柄，hTargetProcessHandle-目标进程句柄，phTargetHandle-目标对象句柄指针。书中对于这个函数使用的描述内容有些互相矛盾，所以下面只写出个人的理解。</p>
</li>
<li><p>这个函数的使用可以在三个相关进程使用，也可以是两个进程使用，或者一个进程使用。但是前两个参数必须是同一个进程相关句柄。其中，三个进程的较少使用，大多是两个进程使用，或者一个进程使用。</p>
</li>
</ol>
<p>上面三种方法都可以实现跨进程边界分享内核对象，但是这三种方法都有其适用条件和特点，所以在使用的时候最好能够根据当前情况选择最合适的方法来使用，去实现共享内核对象。</p>

    </div>

    
    
    

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